ES2426227T3 - Procedure and device for the precise detection of a contact between a rotating tool and a workpiece machined by the tool - Google Patents

Procedure and device for the precise detection of a contact between a rotating tool and a workpiece machined by the tool Download PDF

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ES2426227T3 ES09167339T ES09167339T ES2426227T3 ES 2426227 T3 ES2426227 T3 ES 2426227T3 ES 09167339 T ES09167339 T ES 09167339T ES 09167339 T ES09167339 T ES 09167339T ES 2426227 T3 ES2426227 T3 ES 2426227T3
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Abstract

Dispositivo para la detección precisa de un contacto de una herramienta giratoria (25) de mecanizado conuna pieza (10) en un porta-pieza (11), estando montada la herramienta (25) en un husillo (22) montado enrotación en un cuerpo (21) de un electromandrino (21), siendo el husillo (22) solidario en su parte posteriorcon un árbol rotativo (24) y giratorio en una parte posterior (21') del cuerpo (21) mediante rodamientos (27'),comprendiendo el dispositivo una unión de la pieza (10) y del cuerpo (21) a un primer potencial eléctrico, unaislamiento eléctrico de la herramienta (25) mediante soportes aislantes (23) y un dispositivo (30) demedida de un evento ligado a la conducción eléctrica entre la herramienta (25) y la pieza (10), donde uncolector eléctrico (27) conecta la herramienta (25) al dispositivo de medida (30) para repercutir en dichodispositivo de medida una modificación de un evento eléctrico que se sucede durante el contacto de laherramienta (25) con la pieza (10), donde los soportes aislantes (23) están dispuestos entre el árbol (24) delelectromandrino y el cuerpo del electormandrino (21) y están constituidos por rodamientos de husillo (22),caracterizado porque el colector (27) está formado por un rodamiento no conductor (27') previsto en el árbol(24) del electromandrino en la parte posterior del husillo (22), siendo la parte posterior (21') del cuerpo unapieza conductora y aislada del resto del cuerpo (21) mediante un aislante (29)y porque el colector (27) está conectado a una fuente de tensión alternativa mediante un circuito (30)detector de impedancia que recibe información a mediante la pieza conductora (21') y el rodamiento (27'),teniendo lugar la aproximación, que se caracteriza por la detección de una variación de tensión medidaentre dos puntos del circuito.Device for the precise detection of a contact of a rotating tool (25) of machining with a piece (10) in a holder (11), the tool (25) being mounted on a spindle (22) mounted in a body ( 21) of an electro-borer (21), the spindle (22) being integral at its rear with a rotating shaft (24) and rotating at a rear (21 ') of the body (21) by means of bearings (27'), comprising the device a union of the part (10) and the body (21) to a first electrical potential, an electrical isolation of the tool (25) by means of insulating supports (23) and a device (30) for measuring an event related to electrical conduction between the tool (25) and the part (10), where an electric collector (27) connects the tool (25) to the measuring device (30) to effect a modification of an electrical event that occurs during contact on the measuring device of the tool (25) with the part (10), gift of the insulating supports (23) are arranged between the electro-mandrel shaft (24) and the body of the electormandrino (21) and are constituted by spindle bearings (22), characterized in that the manifold (27) is formed by a non-conductive bearing ( 27 ') provided in the shaft (24) of the electromagnet on the back of the spindle (22), the rear part (21') of the body being a conductive part and isolated from the rest of the body (21) by an insulator (29) and because the collector (27) is connected to an alternative voltage source by means of an impedance detector circuit (30) that receives information through the conductive part (21 ') and the bearing (27'), the approach taking place, which is characterized by the detection of a voltage variation measured between two points of the circuit.

Description

Procedimiento y dispositivo para la detección precisa de un contacto entre una herramienta giratoria y una pieza mecanizada por la herramienta Procedure and device for the precise detection of a contact between a rotating tool and a workpiece machined by the tool

La presente invención se refiere a la fabricación de piezas con herramientas giratorias, principalmente electromandrinos de mecanizado que giran a alta velocidad. The present invention relates to the manufacture of parts with rotating tools, mainly machining electro-spinners that rotate at high speed.

De los documentos FR 2500776 o WO 97/30820 se conocen electromandrinos de mecanizado. Estas máquinas están asociadas a mandos de control según los ejes clásicos de traslación X, Y, Z y de rotación en A y B y, en general, permiten una precisión del orden de decenas de micrómetros, por ejemplo de 30 micrómetros, para máquinas de grandes dimensiones (recorridos superiores a 1,5 m). From FR 2500776 or WO 97/30820, machining electrondrines are known. These machines are associated with control commands according to the classic axes of translation X, Y, Z and of rotation in A and B and, in general, allow an accuracy of the order of tens of micrometers, for example 30 micrometers, for machines of large dimensions (routes greater than 1.5 m).

En el marco de la continuación de un mecanizado para un último acabado y principalmente durante cuando se reanuda el mecanizado con una herramienta hermana que puede conllevar problemas en el reposicionamiento del husillo, es deseable mejorar en la mayor medida posible la precisión y, por tanto, se debe conocer con la mayor exactitud posible cómo se aproxima la herramienta giratoria a la pieza, también en caso de que la rotación de la herramienta giratoria y su desplazamiento a alta velocidad puedan provocar desplazamientos axiales del husillo. In the framework of the continuation of a machining for a final finish and mainly during when the machining is resumed with a sister tool that can lead to problems in the repositioning of the spindle, it is desirable to improve the precision as much as possible and, therefore, it should be known as accurately as possible how the rotary tool approaches the part, also in case the rotation of the rotating tool and its high speed movement can cause axial displacements of the spindle.

El documento US 2003/002943 proporciona un dispositivo para detectar de forma precisa la aproximación de la herramienta fija en la pieza del tipo donde se detecta la modificación de un evento, principalmente eléctrico o acústico, que se produce durante la aproximación de la herramienta a la pieza. No obstante, este dispositivo utiliza un potencial positivo presente en toda la estructura de la máquina. Document US 2003/002943 provides a device for accurately detecting the approximation of the fixed tool in the type part where the modification of an event, mainly electrical or acoustic, is detected that occurs during the approach of the tool to the piece. However, this device uses a positive potential present in the entire structure of the machine.

Del documento EP 1197819 se conoce también un dispositivo que presenta las características del preámbulo de la reivindicación 1 adjunta. La herramienta se aislada directamente del árbol del electromandrino en el que está montada por una capa aislante. La información eléctrica es recogida mediante medios no descritos en detalle directamente desde la herramienta y que probablemente son del tipo con escobillas. Esta disposición probablemente es satisfactoria para herramientas giratorias a baja velocidad, pero no así para herramientas que trabajan a altas velocidades como las de la presente invención. En efecto, la información recogida por el colector de escobilla no es fiable a alta velocidad y, por otra parte, el aislamiento entre la herramienta y el árbol conlleva dudas sobre la posición exacta de la herramienta. From EP 1197819 a device is also known which has the characteristics of the preamble of the attached claim 1. The tool is insulated directly from the electro-mandrel shaft in which it is mounted by an insulating layer. The electrical information is collected by means not described in detail directly from the tool and which are probably of the type with brushes. This arrangement is probably satisfactory for rotating tools at low speed, but not so for tools working at high speeds such as those of the present invention. Indeed, the information collected by the brush collector is not reliable at high speed and, on the other hand, the isolation between the tool and the shaft leads to doubts about the exact position of the tool.

La US 2006/0159537 describe un dispositivo detector donde la información de cambio de estado eléctrico es detectada en la propia herramienta. US 2006/0159537 describes a detector device where the information of change of electrical state is detected in the tool itself.

La invención pretende resolver estos inconvenientes y buscar una solución que permita una aproximación precisa, principalmente para herramientas que giran a alta velocidad. The invention aims to solve these problems and find a solution that allows a precise approximation, mainly for tools that rotate at high speed.

La invención logra su objetivo mediante un dispositivo según la reivindicación 1 adjunta. The invention achieves its objective by means of a device according to the attached claim 1.

Ventajosamente, el primer potencial es la tierra, de modo que el cuerpo y la pieza y su porta-pieza no son llevados a ningún potencial, contrariamente a los dispositivos de la técnica anterior. Advantageously, the first potential is the earth, so that the body and the part and its part-holder are not carried to any potential, contrary to prior art devices.

Según una primera forma de realización, el colector comprende un rodamiento conductor eléctrico, preferentemente de acero. According to a first embodiment, the manifold comprises an electrically conductive bearing, preferably of steel.

Según una primera variante de la primera forma de realización, el colector está sometido a un segundo potencial eléctrico mediante un circuito detector de paso de corriente que constituye el circuito de medida, caracterizándose el contacto por la detección de un cambio en la corriente que pasa en dicho circuito. According to a first variant of the first embodiment, the collector is subjected to a second electrical potential by means of a current passage detector circuit that constitutes the measurement circuit, the contact being characterized by the detection of a change in the current passing in said circuit.

Este cambio de estado de la corriente en el circuito detector puede corresponder a un cambio binario de paso de corriente en ausencia de corriente. Por ejemplo, en un montaje práctico con puesta a masa (primer potencial nulo), la tarjeta instalada en la máquina detecta una falta de corriente en el circuito de medida: durante la aproximación, la corriente This change in the state of the current in the detector circuit may correspond to a binary change in current flow in the absence of current. For example, in a practical assembly with grounding (first zero potential), the card installed in the machine detects a lack of current in the measuring circuit: during the approach, the current

En la práctica, la pieza puede ser someterse al primer potencial eléctrico (y principalmente puesta a tierra) mediante el porta-pieza que es conductor y está sometido a dicho primer potencial. In practice, the part can be subjected to the first electrical potential (and mainly grounded) by means of the part-holder that is conductive and is subject to said first potential.

La gran ventaja de la invención es que se capta la información del potencial eléctrico en la parte posterior del husillo, en el árbol del electromandrino, en una parte cuyo diámetro es relativamente pequeño con ayuda de un cojinete, conductor o no conductor, relativamente de pequeñas dimensiones. La rotación aplicada en un mecanizado de alta velocidad es compatible con esta disposición. The great advantage of the invention is that the information of the electrical potential is captured in the back of the spindle, in the electromagnet shaft, in a part whose diameter is relatively small with the help of a bearing, conductor or non-conductor, relatively small dimensions. The rotation applied in a high speed machining is compatible with this arrangement.

La invención también se refiere a un procedimiento de aproximación precisa de una herramienta giratoria de mecanizado de una pieza en un porta-pieza en el cual se utiliza un dispositivo tal como el citado anteriormente. The invention also relates to a precise approach procedure for a rotating tool for machining a part in a workpiece holder in which a device such as the one mentioned above is used.

Según una característica ventajosa, en una primera etapa se acerca la herramienta a una proximidad de la pieza y en una segunda etapa se adelanta la herramienta a pasos muy pequeños detectándose la aproximación en el Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes de la siguiente descripción de ejemplos de realización y en relación con las figuras adjuntas, en las cuales: According to an advantageous characteristic, in a first stage the tool is approached to a proximity of the piece and in a second stage the tool is advanced in very small steps detecting the approximation in the Other characteristics and advantages of the invention will become apparent from the following description of examples of embodiment and in relation to the attached figures, in which:

Figura 1: vista esquemática de una máquina de mecanizado del tipo electromandrino y de la pieza a Figure 1: schematic view of a machine of machining of the electromandrino type and of the piece a

mecanizar, así como del circuito eléctrico asociado al procedimiento y a un dispositivo detector que machining, as well as the electrical circuit associated with the procedure and a detector device that

no pertenece a la invención. It does not belong to the invention.

Figura 2: vista esquemática de una segunda máquina de mecanizado de tipo electromandrino y de la pieza a mecanizar, así como del circuito eléctrico asociado al procedimiento y a un dispositivo detector que no pertenece a la invención, representando la Figura 2A el esquema eléctrico correspondiente a la configuración de dichos elementos. Figure 2: schematic view of a second machine of machining of the electromagnetic type and of the workpiece, as well as of the electrical circuit associated with the process and a detector device that does not belong to the invention, Figure 2A representing the electrical scheme corresponding to the configuration of these elements.

Figura 3: vista esquemática de una máquina de mecanizado de tipo electromandrino y de la pieza a Figure 3: schematic view of a machine of machining of type electromandrino and of the piece a

mecanizar, así como del circuito asociado al procedimiento y al dispositivo detector de contacto machining, as well as the circuit associated with the procedure and the contact sensing device

preciso según la invención, representando la Figura 3A el circuito eléctrico equivalente. according to the invention, Figure 3A representing the equivalent electrical circuit.

La Figura 1 muestra de forma muy simplificada una pieza a mecanizar 10 colocada en una placa 11 gruesa de material conductor eléctrico, por ejemplo de acero o de hierro fundido. Figure 1 shows in a very simplified way a workpiece 10 placed on a thick plate 11 of electrical conductive material, for example of steel or cast iron.

El electromandrino 20 está representado de forma simplificada por su cuerpo 21 soportado por una estructura no representada de modo tradicional, mediante raíl, carro y deslizador, donde los desplazamientos relativos con respecto a la pieza son efectuados por dicho soporte del electromandrino y/o por el soporte de pieza según 5 ejes. El husillo giratorio 22 está montado en un punto apropiado del cuerpo 21 mediante un par de rodamientos 23 en este caso no conductores, por ejemplo de cerámica. En la parte posterior del husillo 22 gira en el cuerpo 21 el árbol del electromandrino 24, sobre unos rodamientos no representados en la figura. En la parte anterior del husillo 22, un emplazamiento permite acoger el cono 25b de una herramienta giratoria 25 de sustracción de material destinada a retirar material de la pieza 10, presentando la herramienta un collarín 25a esencialmente del mismo tamaño que la parte anterior del husillo 22 y apoyado de forma rígida sobre su cono mediante un sistema de ajuste de la herramienta, no representado. The electromagnet 20 is represented in a simplified manner by its body 21 supported by a structure not traditionally represented, by rail, carriage and slider, where the relative displacements with respect to the piece are made by said support of the electromandrine and / or by the piece support according to 5 axes. The rotating spindle 22 is mounted at an appropriate point of the body 21 by means of a pair of non-conductive bearings 23, for example ceramic. At the rear of the spindle 22, the electromagnet shaft 24 rotates in the body 21, on bearings not shown in the figure. In the front part of the spindle 22, a location allows to receive the cone 25b of a rotating tool 25 for the removal of material intended to remove material from the piece 10, the tool having a collar 25a essentially the same size as the front part of the spindle 22 and rigidly supported on its cone by means of a tool adjustment system, not shown.

Un programa de mando dirige los movimientos del electromandrino 20 de modo que obliga a la punta de la herramienta 25 a seguir una trayectoria predeterminada, primero fuera del mecanizado, acercándose la herramienta a la pieza y, una vez realizada la aproximación precisa de la pieza, en el mecanizado, donde la punta de la herramienta retira de forma efectiva el material de la pieza, y finalmente fuera del mecanizado, cuando la herramienta se aleja de la pieza a mecanizar. A control program directs the movements of the electromagnet 20 so that it forces the tip of the tool 25 to follow a predetermined path, first out of machining, the tool approaching the part and, once the precise approximation of the part has been made, in machining, where the tip of the tool effectively removes the material from the part, and finally outside the machining, when the tool moves away from the piece to be machined.

La invención se refiere más concretamente a la etapa final de acercamiento de la herramienta hacia la pieza y la aproximación. The invention relates more specifically to the final step of approaching the tool towards the part and the approach.

Según la invención, se prevén medios muy precisos para detectar el contacto y, por tanto, para la aproximación a la pieza, basados en el reconocimiento de una modificación en un evento eléctrico cuando la herramienta entra en contacto con la pieza. According to the invention, very precise means are provided for detecting the contact and, therefore, for the approach to the piece, based on the recognition of a modification in an electrical event when the tool comes into contact with the piece.

Para ello, la placa gruesa 11 se conecta a tierra mediante un cable 12 y el cuerpo 21 del electromandrino también se conecta a tierra mediante un cable 26. El potencial existente entre la herramienta 21 y el husillo 22 se recoge en la parte posterior del árbol del electromandrino 24 mediante un conductor móvil 27 (un rodamiento colector de acero) conectado a una fuente de corriente continua 28 a través de un circuito detector de corriente 30 susceptible de enviar una información binaria sobre el paso o no de corriente. For this, the thick plate 11 is connected to ground by means of a cable 12 and the body 21 of the electromagnet is also connected to ground by means of a cable 26. The potential existing between the tool 21 and the spindle 22 is collected at the rear of the shaft of the electromagnet 24 by means of a mobile conductor 27 (a steel collector bearing) connected to a direct current source 28 through a current sensing circuit 30 capable of sending binary information about the passage or not of current.

Cuando no se detecta corriente en el circuito 30, la herramienta 25 y el husillo 22 están todavía en estado aislado y, por tanto, sin contacto con la pieza. Por el contrario, una detección de corriente representa una continuidad eléctrica entre la herramienta 25 y la pieza 10 y, por tanto, que se produce una aproximación. When no current is detected in circuit 30, tool 25 and spindle 22 are still in an isolated state and, therefore, without contact with the part. On the contrary, a current detection represents an electrical continuity between the tool 25 and the part 10 and, therefore, that an approximation is produced.

Según el procedimiento de conducción de la herramienta de la invención, el circuito de control del husillo lleva a la herramienta a la cercanía inmediata de la pieza según una trayectoria calculada. Por cercanía inmediata se entiende una distancia inferior a décimas de milímetro, típicamente del orden de décimas de milímetro, entre la posición teórica de aproximación a la pieza y la punta de la herramienta, tanto en Z como en XY. El acercamiento comprende el posicionamiento de los ejes rotativos A y B. According to the driving procedure of the tool of the invention, the spindle control circuit takes the tool to the immediate vicinity of the part according to a calculated path. Immediate proximity means a distance less than tenths of a millimeter, typically of the order of tenths of a millimeter, between the theoretical position of approach to the part and the tip of the tool, both in Z and XY. The approach includes the positioning of the rotary axes A and B.

A continuación, el resto del recorrido se lleva a cabo a pasos muy pequeños, preferentemente de menos de pocos micrómetros, típicamente del orden de micrómetros, hacia la posición teórica de aproximación. En cada paso, se evalúa la conducción eléctrica detectada en el circuito 30. La duración del test es muy breve y si el test indica que no hay conducción, se retoma el recorrido para el paso siguiente, donde se repiten dichas operaciones hasta que el test señale que existe conducción y que la aproximación ha sido realizada. Por tanto, la precisión de la aproximación resulta del paso seleccionado para las medidas del test, esto es típicamente un micrómetro. Si cada paso exige La Figura 2 representa una variante. En ella se observa: la pieza 10 en su porta-pieza conductor 11 puesto a tierra mediante un cable 12; y el cuerpo 21 del electromandrino 20 donde gira el husillo 22 con su árbol 24, desplazando en rotación la herramienta 25, estando aislado el husillo 22 del cuerpo 21 mediante cojinetes aislantes 23, donde el cuerpo está conectado a tierra con un cable 26, y un colector 27 en la parte posterior del árbol 22. El colector está conectado a una fuente de tensión alternativa 28 a través de una resistencia de medida 31. El husillo 22 aislado del cuerpo 21 tiene una impedancia aislante Zceb, mientras que la herramienta 25 tiene con la pieza 10 una impedancia Zop, que resulta muy alta cuando la herramienta 25 no toca la pieza 10 y que resulta nula o próxima a cero cuando la herramienta toca la pieza. De este modo, se crea entre estos diversos elementos el circuito eléctrico de medida 30 representado en la Figura 2A, donde las impedancias Zceb y Zop están en paralelo. Midiendo la tensión alternativa en la resistencia de medida 31, se detecta inmediatamente una variación entre los dos estados relacionados con la diferencia de impedancia Zop. Then, the rest of the route is carried out in very small steps, preferably of less than a few micrometers, typically of the order of micrometers, towards the theoretical approach position. In each step, the electrical conduction detected in circuit 30 is evaluated. The duration of the test is very short and if the test indicates that there is no conduction, the route for the next step is resumed, where said operations are repeated until the test point out that there is conduction and that the approach has been made. Therefore, the precision of the approximation results from the step selected for the test measurements, this is typically a micrometer. If each step requires Figure 2 represents a variant. It shows: the piece 10 in its conductive part holder 11 grounded by means of a cable 12; and the body 21 of the electromagnet 20 where the spindle 22 rotates with its shaft 24, rotating the tool 25 in rotation, the spindle 22 of the body 21 being isolated by insulating bearings 23, where the body is grounded with a cable 26, and a manifold 27 at the rear of the shaft 22. The manifold is connected to an alternative voltage source 28 through a measuring resistor 31. The spindle 22 isolated from the body 21 has an insulating impedance Zceb, while the tool 25 has with the piece 10 an impedance Zop, which is very high when the tool 25 does not touch the piece 10 and which is zero or close to zero when the tool touches the piece. In this way, the electric measuring circuit 30 represented in Figure 2A is created between these various elements, where the impedances Zceb and Zop are in parallel. By measuring the alternative voltage at the measuring resistor 31, a variation between the two states related to the impedance difference Zop is immediately detected.

El modo de realización de la Figura 3, que representa la invención, se refiere a los mismos elementos 20, 21, 22, 23, 24, 25, 25a, 25b, 26, 28 que la Figura 2, con el colector 27 en la parte representado de forma más precisa. El cuerpo 21 se prolonga en la parte posterior mediante una pieza conductora 21’, aislada de la parte principal 21 mediante una capa aislante 29. El árbol del husillo 24 puede girar en la parte posterior del cuerpo 21’ gracias a rodamientos 27’, los cuales, en este modo de realización y contrariamente al de las Figuras 1 y 2, son aislantes y están hechos de cerámica, por ejemplo. Esta función de rodamiento aislante se realiza ventajosamente sin grandes modificaciones, con las juntas giratorias clásicas de inyección de aire comprimido, de pulverización o de riego por el centro del husillo. Es suficiente aislar eléctricamente dicha junta con respecto al cuerpo 21 del electromandrino (lo que se realiza aquí mediante el aislante 29). El circuito 30 recibe la información a través de la pieza conductora 21’ y de los rodamientos 27’. Por tanto, no hay conductividad entre el captador y el husillo, sino cierta impedancia. La Figura 3A representa el circuito equivalente a la Figura 3, donde se designa con Z1 la impedancia entre la pieza posterior 21’ y el cuerpo 21, con Z21 la impedancia entre la pieza posterior 21’ y el árbol del husillo 24 y con Z22 la impedancia entre el árbol del husillo 24 y el cuerpo 21. Estas tres impedancias son en teoría parecidas a condensadores ideales y se caracterizan por una cierta respuesta de frecuencia. Durante la aproximación del husillo, la impedancia Z22 está en cortocircuito, lo que genera una señal eléctrica al nivel del circuito equivalente que se recupera vía las medidas 1 y 2. The embodiment of Figure 3, which represents the invention, refers to the same elements 20, 21, 22, 23, 24, 25, 25a, 25b, 26, 28 as Figure 2, with the manifold 27 in the Part represented more precisely. The body 21 is extended at the rear by a conductive part 21 ', isolated from the main part 21 by an insulating layer 29. The spindle shaft 24 can rotate at the rear of the body 21' thanks to bearings 27 ', the which, in this embodiment and contrary to that of Figures 1 and 2, are insulators and are made of ceramic, for example. This function of insulating bearing is advantageously performed without major modifications, with the classic rotating joints for compressed air injection, spraying or irrigation through the center of the spindle. It is sufficient to electrically insulate said gasket with respect to the body 21 of the electromandrino (which is done here by the insulator 29). Circuit 30 receives the information through conductive part 21 ’and bearings 27’. Therefore, there is no conductivity between the sensor and the spindle, but a certain impedance. Figure 3A represents the circuit equivalent to Figure 3, where the impedance between the back piece 21 'and the body 21 is designated with Z1, with Z21 the impedance between the back piece 21' and the spindle shaft 24 and with Z22 the impedance between spindle shaft 24 and body 21. These three impedances are theoretically similar to ideal capacitors and are characterized by a certain frequency response. During the spindle approach, the impedance Z22 is short-circuited, which generates an electrical signal at the level of the equivalent circuit that is recovered via measurements 1 and 2.

Un microprocesador analiza las dos medidas. Mediante un algoritmo de procesamiento de la señal reforzada, éste es capaz de detectar el mínimo contacto entre la herramienta y la pieza, evitando al mismo tiempo la detección de perturbaciones imputables al sistema. A microprocessor analyzes the two measurements. Through a reinforced signal processing algorithm, it is able to detect the minimum contact between the tool and the part, while avoiding the detection of disturbances attributable to the system.

El microprocesador envía entonces una señal al mando del eje que interrumpe el acercamiento. The microprocessor then sends a signal to the axis control that interrupts the approach.

Para adaptarse a todo tipo de máquinas, el microprocesador puede configurarse (frecuencia de análisis óptima, frecuencia de muestreo, umbral de detección de la variación de impedancia, tamaño del búfer para el procesamiento de la señal…). To adapt to all types of machines, the microprocessor can be configured (optimum analysis frequency, sampling frequency, impedance variation detection threshold, buffer size for signal processing ...).

Durante su utilización, el microprocesador hace de fuente y de analizador. No envía una señal alternativa sinusoidal, sino una señal cuadrada 0-5V. During use, the microprocessor acts as a source and analyzer. It does not send an alternative sinusoidal signal, but a 0-5V square signal.

El interés de la invención se ilustra mediante el ejemplo práctico siguiente: The interest of the invention is illustrated by the following practical example:

Como ya se ha señalado, la invención está particularmente destinada al mecanizado a alta velocidad, con una velocidad de rotación del orden de 10.000 a 40.000 vueltas/min, utilizando fijaciones de herramienta de tipo HSK100 As already noted, the invention is particularly intended for high speed machining, with a rotation speed of the order of 10,000 to 40,000 revolutions / min, using tool fixings of type HSK100

o HSK50 respectivamente. En una configuración práctica, el diámetro exterior del rodamiento anterior 23 puede ser de 90 mm y su diámetro interior de 65 mm. Si la fijación de la herramienta 25 es de tipo HSK 63, el collarín 25b de la herramienta 25 es de 63 mm, lo que, para una velocidad de 30.000 vueltas/min, implica una velocidad circunferencial al nivel del collarín 25a de 100 m/s. or HSK50 respectively. In a practical configuration, the outer diameter of the anterior bearing 23 may be 90 mm and its inner diameter 65 mm. If the fixation of the tool 25 is of type HSK 63, the collar 25b of the tool 25 is 63 mm, which, for a speed of 30,000 turns / min, implies a circumferential speed at the level of the collar 25a of 100 m / s.

Según la invención, el colector ubicado en el árbol 24 en la parte posterior del husillo permite utilizar un rodamiento colector de diámetro interior y exterior de 10 y 26 mm y, por tanto, tener una velocidad circunferencial que se mantiene razonable a pesar de la alta velocidad de la herramienta. According to the invention, the manifold located in the shaft 24 at the rear of the spindle allows using a manifold bearing of inner and outer diameter of 10 and 26 mm and, therefore, having a circumferential speed that remains reasonable despite the high tool speed

La invención permite detectar de forma precisa el contacto de la herramienta con la pieza. Esta detección precisa puede utilizarse para detectar la aproximación de la herramienta como se describe anteriormente. En una utilización alternativa, se puede detectar un daño en la herramienta en base a la desaparición de la señal eléctrica para una herramienta con una arista de corte o un cambio de frecuencia para una herramienta con varias aristas de corte no introducidas simultáneamente en el material. The invention allows to accurately detect the contact of the tool with the part. This precise detection can be used to detect the approach of the tool as described above. In an alternative use, damage to the tool can be detected based on the disappearance of the electrical signal for a tool with a cutting edge or a frequency change for a tool with several cutting edges not simultaneously introduced into the material.

En todas las formas de realización, puede ser oportuno limpiar cuidadosamente las herramientas y la pieza en la zona de aproximación para eliminar suciedad que podría interferir en el reconocimiento de los eventos eléctricos medidos. In all embodiments, it may be appropriate to carefully clean the tools and the part in the approach area to remove dirt that could interfere with the recognition of the measured electrical events.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la detección precisa de un contacto de una herramienta giratoria (25) de mecanizado con una pieza (10) en un porta-pieza (11), estando montada la herramienta (25) en un husillo (22) montado en rotación en un cuerpo (21) de un electromandrino (21), siendo el husillo (22) solidario en su parte posterior con un árbol rotativo (24) y giratorio en una parte posterior (21’) del cuerpo (21) mediante rodamientos (27’), comprendiendo el dispositivo una unión de la pieza (10) y del cuerpo (21) a un primer potencial eléctrico, un aislamiento eléctrico de la herramienta (25) mediante soportes aislantes (23) y un dispositivo (30) de medida de un evento ligado a la conducción eléctrica entre la herramienta (25) y la pieza (10), donde un colector eléctrico (27) conecta la herramienta (25) al dispositivo de medida (30) para repercutir en dicho dispositivo de medida una modificación de un evento eléctrico que se sucede durante el contacto de la herramienta (25) con la pieza (10), donde los soportes aislantes (23) están dispuestos entre el árbol (24) del electromandrino y el cuerpo del electormandrino (21) y están constituidos por rodamientos de husillo (22), 1. Device for the precise detection of a contact of a rotating tool (25) of machining with a piece (10) in a holder (11), the tool (25) being mounted on a spindle (22) mounted in rotation in a body (21) of an electro-borer (21), the spindle (22) being integral at its rear with a rotating shaft (24) and rotating at a rear (21 ') of the body (21) by means of bearings (27 '), the device comprising a union of the part (10) and the body (21) to a first electrical potential, an electrical isolation of the tool (25) by means of insulating supports (23) and a measuring device (30) of an event linked to the electrical conduction between the tool (25) and the part (10), where an electric collector (27) connects the tool (25) to the measuring device (30) to effect a modification of said measuring device an electrical event that occurs during the contact of the tool (25) with l to piece (10), where the insulating supports (23) are arranged between the shaft (24) of the electromagnet and the body of the electormandrino (21) and are constituted by spindle bearings (22), caracterizado porque el colector (27) está formado por un rodamiento no conductor (27’) previsto en el árbol characterized in that the manifold (27) is formed by a non-conductive bearing (27 ’) provided in the shaft (24) del electromandrino en la parte posterior del husillo (22), siendo la parte posterior (21’) del cuerpo una pieza conductora y aislada del resto del cuerpo (21) mediante un aislante (29) (24) of the solenoid on the back of the spindle (22), the back (21 ’) of the body being a conductive piece and isolated from the rest of the body (21) by an insulator (29) y porque el colector (27) está conectado a una fuente de tensión alternativa mediante un circuito (30) detector de impedancia que recibe información a mediante la pieza conductora (21’) y el rodamiento (27’), teniendo lugar la aproximación, que se caracteriza por la detección de una variación de tensión medida entre dos puntos del circuito. and because the collector (27) is connected to an alternative voltage source by means of an impedance detector circuit (30) that receives information through the conductive part (21 ') and the bearing (27'), the approach taking place, which It is characterized by the detection of a measured voltage variation between two points of the circuit.
2. 2.
Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer potencial es la tierra. Device according to claim 1, characterized in that the first potential is the earth.
3. 3.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la pieza (10) se somete al primer potencial eléctrico mediante el porta-pieza (11) que es conductor eléctrico. Device according to any of claims 1 or 2, characterized in that the part (10) is subjected to the first electrical potential by means of the part-holder (11) which is an electrical conductor.
4. Four.
Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están previstos medios de inyección de soplado de aire comprimido a través del husillo y la herramienta. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that injection means for blowing compressed air through the spindle and the tool are provided.
5. 5.
Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de inyección están constituidos por una junta giratoria que sirve de colector (27). Device according to claim 4, characterized in that said injection means are constituted by a rotating joint that serves as a manifold (27).
6. 6.
Procedimiento de aproximación precisa de una herramienta giratoria de mecanizado a una pieza en un porta-pieza, caracterizado porque se utiliza un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5. Accurate approach procedure of a rotating tool for machining a part in a workpiece holder, characterized in that a device according to any one of claims 1 to 5 is used.
7. 7.
Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en una primera etapa se acerca a la herramienta (25) a una proximidad inmediata de la pieza (10) y en una segunda etapa se hace avanzar la herramienta (25) mediante pasos muy pequeños, detectando con el circuito de medida (30) la aproximación, reiterando un paso cada vez que no se detecta una aproximación, hasta la aproximación indicada por el circuito de medición. Method according to claim 6, characterized in that in a first stage the tool (25) is approached at an immediate proximity of the piece (10) and in a second stage the tool (25) is advanced by very small steps, detecting with the measurement circuit (30) the approximation, repeating one step each time an approximation is not detected, up to the approximation indicated by the measuring circuit.
Medida 2  Measure 2 Medida 1 Measure 1 Rmedida Measure
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